SiC-Trend
98 2023-04-25
Energieingenieure müssen manchmal beide Rollen gleichzeitig spielen. Obwohl der Preis von spezifizierten Komponenten immer noch teuer ist, besteht in der Regel ein komplexes Kosten-Nutzen-Verhältnis zwischen den Kosten von Komponenten und den daraus resultierenden Verbesserungseffekten, das sich im Laufe der Zeit weiter ändert und oft schwer zu quantifizieren ist. Zum Beispiel Leistungshalbleiter. Als relativ neue disruptive Innovationstechnologie wird SiC bei der ersten Vermarktung einen hohen Preis haben. Obwohl die meisten Ingenieure wissen, dass SiC potenzielle Vorteile gegenüber siliziumbasierten Produkten wie IGBT und Si MOSFET hat, setzen sie es immer noch am Ende der "optionalen" Liste. Mit dem kontinuierlichen Rückgang der SiC-Preise und der kontinuierlichen Verbesserung seiner Leistung hat sich die Zuverlässigkeit von SiC bewährt und auch seine Position in den Köpfen der Ingenieure kontinuierlich verbessert. Es ist nun ein Ersatz für bestehende alte Technologiekomponenten und Ausgangspunkt für neue Designs geworden. Die Verwendung von SiC hängt von der spezifischen Anwendung ab. Ingenieure von Solar- und Elektrofahrzeugen waren die ersten, die diese Technologie eingeführt haben, da die Verbesserung der Effizienz in ihrem Bereich immer eine hohe Priorität hatte. Aber mit der Senkung der Waferkosten, der verbesserten Leistung, dem Wert der Energieeinsparung und der Senkung der damit verbundenen Komponentenkosten gibt es keinen Grund, warum Ingenieure in größeren Anwendungsbereichen keine Änderungen vornehmen sollten.
SiC hat viele inhärente Vorteile, wie hohe kritische Durchschlagsspannung, hohe Betriebstemperatur, ausgezeichnete Leitfähigkeit sowie kleine Kornfläche, guten Schaltverlustqualitätsfaktor und schnelle Schaltgeschwindigkeit. Das neueste Gerät des United SiC "3rd generation" SiC-FET, das normal geschlossene Common Source und Common Gate verwendet, erweitert sein Anwendungsspektrum weiter. Für 1200V- und 650V-Geräte hat unser neuestes Produkt in der UF-Serie den niedrigsten Widerstand in seiner Klasse, weniger als 9 Milliohms bzw. 7 Milliohms. Diese Gerätereihe hat einen Diodeneffekt mit geringem Verlustkörper, kann inhärente Robustheit unter Überspannungs- und Kurzschlussbedingungen beibehalten und ist so einfach zu fahren wie Si MOSFET oder IGBT. Tatsächlich können diese Geräte nach Verwendung der TO-247 Verpackung als einfache Ersatzgeräte für die meisten Si MOSFET- oder IGBT-Komponenten dienen und Ihnen eine sofortige Leistungsverbesserung bieten. Als Reaktion auf das neue Design hat UnitedSiC auch ein DFN8x8-Paket mit niedriger Induktivität und thermischer Leistung auf den Markt gebracht, das die Hochfrequenzfunktion von SiC-FET nutzt.
Die "Visionäre" beziehen den Nutzen für Anwender und Umwelt in die Wertgleichung ein und neigen aus Gründen der Systemenergieeinsparung zunehmend dazu, SiC-FET für das Design zu verwenden. Es gibt noch viele Dinge, die wir tun können. Wenn wir das System um SiC-FET herum konstruieren, können wir die Schaltfrequenz erhöhen und sogar Komponenten wie geteilte Gleichrichterdioden und Puffernetze eliminieren, ohne die Effizienz signifikant zu reduzieren. Darüber hinaus werden Größe, Gewicht und Kosten anderer verwandter Komponenten wie Kühlkörper, Induktivitäten/Transformatoren und Kondensatoren ebenfalls reduziert. Im Extremfall kann sogar das gesamte Kühlsystem, das inhärent ineffizient ist, entfernt werden, wodurch mehr Kosten eingespart werden. Gerade bei der Anwendung von Traktionswechselrichtern für Elektrofahrzeuge ist die Effizienzsteigerung ein positiver Zyklus. Da SiC-basierte Wechselrichter leichtere Komponenten verwenden, verlängert sich die Akkulaufzeit nach dem Laden, was die Reichweite des Fahrzeugs weiter erhöht.
Die SiC-Technologie entwickelt sich weiter und wird voraussichtlich die Leistung weiter verbessern. In der nächsten Produktgeneration wird der Leitungswiderstand mit der Verringerung der Schaltverluste weiter abnehmen, die Nennspannung wird auch steigen, die Wafergröße wird weiter schrumpfen und die Leistung wird erhöht, wodurch Kostensenkungen erzielt werden. Auch für Anwendungen mit höheren Spannungs- und Leistungsstufen wird es künftig mehr Varianten und ein breiteres Spektrum an Verpackungsoptionen geben.
Oscar Wilde sagte auch: "Erfolg ist eine Wissenschaft; wenn die entsprechenden Bedingungen erfüllt sind, können entsprechende Ergebnisse erzielt werden. Die aktuellen Bedingungen sind für SiC sehr geeignet und werden immer besser werden. Bei der Berechnung des Wertes können Sie die Kosten, UnitedSiC-Produkte nicht für Innovationen zu verwenden, überraschen.